具身智能发展迅速,但服务机器人的技能往往持续时间只有数秒,长程复杂工作仍有待突破。今年5月成立的全港首个全端具身智能实验室,正是香港攻克长程任务的先行者。实验室坐落科学园,已于今年8月启用,内里设有足球机器人、视觉语言动作模型(VLA)双臂操作机器人及操作台等。

一套大脑完成长程任务

香港中文大学香港具身智能实验室联合总监李钟毓表示,实验室今年首次以一套VLA机器人完成长达两分钟的复杂任务,即制作三文治,团队将继续攻坚更长程任务。实验室亦有踢足球、打羽毛球等机器人研究,有望日后作陪练等用途,赋能体育发展。

VLA双臂操作机器人为两条手臂状结构,工作人员在遥控器上下达制作三文治的指令后,两条手臂开始一手夹起一块面包放进餐碟,另一手夹起蔬菜叠上,再用另一只手将最后一块面包片叠上,整个过程流畅顺利。

李钟毓介绍,VLA双臂操作机器人的最大亮点,是依靠同一套控制策略、同一个“大脑”去完成长程任务。团队在开源基座大模型的基础上做微调优化,使本身不具备长程任务处理能力的机器人能够掌握长程复杂操作。

专家示教引入关键机制

李钟毓团队借鉴的是人类决策学习逻辑。人类会记住过往关键事件,即示教轨迹出现速度突变,例如机器人快速移动到某位置后缓慢停下。人类示教时到关键步骤会下意识放慢,机器人便识别这是重要时间片段,重点关注该段操作。实际运行时,机器人检测关键事件发生并保存信息,整理历史信息,完成多子任务组成的长程操作。

这些关键事件的学习依靠“专家示教”模式,不需要编写程序。整个机器人系统分为主臂和从臂,人摇动主臂,从臂跟随主臂运动,以此完成对机器人的示教。李钟毓表示,训练机器人的学习模式有三种,除专家示教外,还有奖惩机制和世界模型学习模式。

足球机器人可当运动陪练

在实验室,两个身高约一米、白色的机器人在开机后立即起身走到球门线两侧面对面站着,担当“射门人”和“守门员”的角色。李钟毓表示,机器人需要在承受冲击的同时保持平衡,完成射门整套动作,全部动作在短短数秒内完成,需要实时做出决策。他强调,足球人形机器人的研究重心在于运动控制,未来的落地场景包括陪练。

研究人员设定目标与规则,让机器人在大量试错中自行摸索出最有效的射门动作。做得好的动作会获得“奖励”,偏离目标的则受到“惩罚”,经过反复迭代,机器人逐渐形成稳定而精准的踢球策略。长远而言,团队的目标不止于机器人射门,希望实现11台机器人的完整足球赛事。(府右新闻记者方城)